Lịch sử của Hệ mặt trời của chúng ta bị đâm thủng với các vụ va chạm. Sự va chạm đã giúp tạo ra các hành tinh trên mặt đất và chấm dứt sự trị vì của khủng long. Và một vụ va chạm lớn giữa Trái đất và một cơ thể cổ xưa có tên Theia có khả năng đã tạo ra Mặt trăng.
Bây giờ các nhà thiên văn học đã tìm thấy bằng chứng về một vụ va chạm giữa hai ngoại hành tinh trong một hệ mặt trời xa xôi.
Hệ mặt trời của chúng ta bây giờ là một nơi tương đối an toàn, so với những năm còn trẻ. Nếu chúng ta muốn thấy các hành tinh va chạm, chúng ta phải tìm đến các hệ thống ở xa. Đó là những gì mà một nhóm các nhà thiên văn học đã làm khi họ chỉ ra Kính viễn vọng Không gian Spitzer và đài quan sát mặt đất tại BD +20 307, một hệ sao đôi cách chúng ta khoảng 300 năm ánh sáng.
Những ngôi sao trong hệ thống đó có tuổi đời khoảng một tỷ năm, đủ tuổi để mọi thứ lắng xuống khi va chạm. Tuy nhiên, khi họ nhìn vào nó khoảng một thập kỷ trước, họ thấy những mảnh vỡ xoáy ấm hơn so với họ mong đợi. Trong một hệ thống với các ngôi sao hàng tỷ năm tuổi, bất kỳ mảnh vụn nào đáng lẽ phải nguội đi, vì vậy sự hiện diện của nó cho thấy một vụ va chạm gần đây hơn.
Những quan sát này đã có một thập kỷ và gần đây, các nhà thiên văn học đã sử dụng SOFIA (Đài quan sát địa tầng cho Thiên văn học Hồng ngoại) để có cái nhìn khác về hệ thống BD +20 307. Họ phát hiện ra rằng độ sáng hồng ngoại của các mảnh vỡ đã tăng khoảng 10%, cho thấy rằng có nhiều mảnh vỡ ấm hơn trong hệ thống.
Được sử dụng trong độ tuổi trưởng thành của BD +20 307, hệ thống có lượng bụi ấm rất lớn trong vòng ~ 1 au.
Từ việc nghiên cứu sự phát triển của bụi ấm bao quanh BD +20 307 bằng cách sử dụng SOFIA
Những kết quả này được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn. Tác giả chính là Maggie Thompson, một sinh viên tốt nghiệp tại UC Santa Cruz. Tiêu đề của bài báo là về nghiên cứu sự tiến hóa của bụi ấm bao quanh BD +20 307 bằng cách sử dụng SOFIA.
Bụi bụi ấm áp xung quanh BD +20 307 cho chúng ta một cái nhìn thoáng qua về những tác động thảm khốc giữa các ngoại hành tinh đá có thể như thế nào, ông nói. Chúng tôi muốn biết hệ thống này sau đó phát triển như thế nào sau tác động cực đoan.
Hệ mặt trời của chúng ta có các bộ sưu tập các mảnh vụn đá như vành đai tiểu hành tinh. Nhưng nó già, những mảnh vụn lạnh lẽo, kết quả của những vụ va chạm cổ xưa. Nó cũng cách xa Mặt trời hơn đĩa mảnh vụn trong BD +20 307. Nếu một nền văn minh xa xôi đang nhìn vào Hệ mặt trời của chúng ta, họ sẽ đo tuổi của Mặt trời và vị trí cũng như nhiệt độ của các mảnh vụn đá và nó sẽ có ý nghĩa.
Đây là một cơ hội hiếm có để nghiên cứu các vụ va chạm thảm khốc xảy ra muộn trong một hệ thống hành tinh Lịch sử.
Alycia Weinberger, Trưởng nhóm điều tra.
Nhưng trong hệ thống BD +20 307, một cái gì đó không hoàn toàn bổ sung. Không nên có nhiều bụi như vậy ấm áp, rất gần với các ngôi sao nhị phân. Nếu những vụ va chạm lớn giữa các hành tinh chỉ xảy ra trong những năm đầu hỗn loạn của cuộc sống hệ mặt trời, thì bụi đó sẽ biến mất từ lâu. Thông thường, bụi được loại bỏ thông qua thác va chạm, trong đó các va chạm lặp đi lặp lại liên tục phá vỡ đá thành các mảnh nhỏ hơn và nhỏ hơn. Cuối cùng, các mảnh nhỏ đến mức áp suất bức xạ từ các ngôi sao thổi bay chúng đi.
Đây là một cơ hội hiếm có để nghiên cứu các vụ va chạm thảm khốc xảy ra muộn trong hệ thống hành tinh Lịch sử, ông cho biết Những quan sát của SOFIA cho thấy những thay đổi trong đĩa bụi trong khoảng thời gian chỉ vài năm.
Có những lời giải thích tiềm năng khác cho bụi ấm này. Nó có thể di chuyển đến gần các ngôi sao và hấp thụ nhiều năng lượng hơn. Nhưng điều đó khó có thể xảy ra chỉ sau 10 năm, đó chỉ là một khoảnh khắc ngắn ngủi trong thuật ngữ thiên văn. Nó cũng không thể xảy ra vì kích thước hạt bụi giảm qua thác va chạm, bụi có nhiều khả năng bị đẩy ra bởi bức xạ mặt trời.
Có một quá trình khác chi phối hành vi bụi xung quanh một ngôi sao. Nó được gọi là hiệu ứng Poynting-Robertson. Nó có một loại lực cản có thể khiến các hạt quá lớn bị bức xạ mặt trời thổi bay đi xoắn ốc vào ngôi sao. Khi bụi di chuyển đến gần ngôi sao, nó trở nên ấm hơn.
Trong bài báo của họ, các tác giả thảo luận về một số khả năng khác. Cả hai ngôi sao trong hệ thống này đều là những ngôi sao loại F, thường không thay đổi. Nhưng trong các cặp nhị phân, chúng có thể, mặc dù độ biến thiên của chúng giảm theo tuổi.
Nếu có sự biến thiên ở một hoặc cả hai ngôi sao và nếu đĩa vụn xung quanh các ngôi sao nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo của các ngôi sao, điều đó có thể gây ra đĩa vụn nóng lên. Nếu các điểm nóng trên các ngôi sao tạo ra nhiều tia X hơn và nếu đĩa vụn bị nghiêng, thì nó có thể gây ra các mảnh vụn nóng lên mà các nhà thiên văn học đã phát hiện.
Các tác giả nói rằng cần phải quan sát nhiều hơn trước khi có một kết luận chắc chắn. Nhưng ngay bây giờ, một vụ va chạm hành tinh phù hợp với bằng chứng là tốt nhất. Và điều đó có nghĩa là có một cơ hội thực sự ở đây. Như họ đã nói trong phần kết luận của bài báo, Hiểu về BD +20 307 và các hệ thống khác giống như nó với các mảnh vụn cực kỳ bụi bặm có thể nâng cao kiến thức của chúng ta về các vụ va chạm thảm khốc, ảnh hưởng của các ngôi sao nhị phân trên các mảnh vụn và sự phát triển của các hệ hành tinh.
Hơn:
- Thông cáo báo chí: Khi Exoplanets va chạm
- Tài liệu nghiên cứu: Nghiên cứu sự phát triển của bụi ấm bao quanh BD +20 307 bằng SOFIA
- Wikipedia: Đĩa vụn Circumstellar
